第二周期AO2(A=C,N,O)分子的理论研究

在MP2／6—311 G^ 水平上对第二周期AO2(A=C，N，O)分子进行了量子化学计算，根据计算结果讨论了分子的电子结构、成键特征，得出了AO2分子的稳定性及其化学性质的变化规律，较好地解释了实验事实，     

分子轨道几何剖析——Ⅰ、类共轭链分子

在简单分子轨道法中,AO系数是分子几何性质的直接反映。本文建议了一种分子轨道计算法,即根据分子的几何构型,先定AO系数,后求久期方程的计算法。这种计算法不但考虑到分子的点群对称性和分子中原子排列的周期性,又考虑到整个分子的几何结构。 根据共轭分子中原子排列几何上的规律性,应用几何上等价的原子组成的“原子团”轨道,可以把大量的共轭分子链状化。我们采用Bloch函数,得出键比和杂原子同时交替出现的共轭链分子轨道一般计算法,从而把直骈苯,联环和稠环共轭体系,直至“二维晶体”(如石墨、六方氮化硼)的分子轨道计算统一起来,且得出AO系数和能谱分布简单的一般表示式。 本文还研究了共轭链的几何性质和共轭链变形的方法,并提出一个分子轨道向量模型。根据共轭链的这些几何性质,简化了分子轨道计算,又找到不同分子之间分子轨道法的相互联系。     

Li_2,Na_2和NaLi分子基态及低激发态的结构与势能函数

采用群论及原子分子反应静力学方法,推导了Li2、Na2和NaLi分子基态及低激发态的电子态及相应的离解极限,运用二次组态相互作用方法(QCISD)优化计算了Li2、Na2和NaLi分子基态的平衡结构、振动频率和离解能,并对Li2、Na2和NaLi分子基态进行了单点能扫描计算,激发态则用CIS方法,给出了各分子的Murrell-Sor-bie函数形式的完整势能函数,计算出与基态和低激发态相对应的光谱常数(Be,αe,ωe和ωeχe),结果与实验数据符合得相当好.     

自由基C_4的ν_1,ν_2,基带在高温下的线强度

利用密度泛函B3LYP方法,在6-311g(d,p)基组水平上,对C4分子电子基态的几何构型、振动频率和转动常数进行计算.利用线性模型计算了C4分子的3ν+ν4-ν4振动的谱线频率,计算结果与实验值符合很好.在此基础上计算了C4分子较重要的两个跃迁带ν1,ν2的配分函数、谱线频率、跃迁线强度,并将其推到了2 000 K,3 000 K的高温,得到其在高温下的跃迁线强度及模拟光谱.这对于研究C4分子的高温光谱有一定的参考价值.     

HMO导图分子片拓扑

本文推导出表示共轭分子本征多项式、AO系数与其分子图导图分子片拓扑相关的关系式,从而为研究复杂共轭分子采用“化整为零”的方案提供了信息。     

SF,F_2和SF_2分子的结构与势能函数

在6 311+G(2df,2pd) 和6 311+G(p,d)基组水平上,采用二次组态相互作用(QCISD)方法,对 SF2,SF,F2 分子进行了理论计算,得到了它们的结构参数、能量、谐振频率和力学性质,其结果与实验值符合得非常好.在此计算的基础上,用二原子分子Murrell Sorbie势能函数得到了 SF和 F2 分子的势能曲线,并推导出其光谱数据和力常数, 通过多体展式理论方法推导出了SF2 分子的解析势能函数,该函数正确反映了SF2 分子的结构特征和能量变化.     

HN2分子^2B1,^2A1态能级的理论计算

本文通过建立NH2分子的简单结构模型，根据实验测定的激发态、基态势能曲线，建立了该分子体系的哈密顿量和薛定锷方程，通过微机计算了NH2分子^2A1,^2B1态的能级分布，其理论计算结果与实验结果一致。     

夹层构型抛光金属衬底表面的吖啶橙荧光增强效应

选择在生命科学和医学临床上具有实际应用价值的吖啶橙(Acridine Orange, AO)作为荧光活性分子, 利用激光光谱技术研究夹层构型中机械抛光金属衬底对固/液界面AO分子的表面增强荧光效应. 发现银和铝表面均对AO的荧光辐射具有明显的增强作用, 实验探测到的衬底对荧光强度的增强倍数可达20倍左右. 相比之下铜衬底表面对AO分子的荧光增强效果则不明显. 研究结果还表明, 机械抛光金属表面的增强荧光效应不仅与金属本身的光学性质密切相关, 还强烈依赖于衬底的表面构形. 根据实验观测结果, 应用局域场增强理论对其荧光增强现象进行了分析, 并探讨了影响增强效应的物理因素.     

PdH2,YH2和PdYH2分子结构性质的理论研究

在相对论有效原子实势(RECP)近似和密度泛函(B3LYP)方法基础上,对氢化物PdH2、YH2和PdYH2分子的结构进行了优化,得到PdH2和YH2分子基态为C2v构型,电子态分别为X^1A1和X^2A1,PdYH2分子基电子态为X^2A^1,属Cs构型,PdH2、YH2和PdYH2分子基态离解能分别为0．5537、0．9066和1．0302eV．最后计算了分子最高占据轨道与最低空轨道之间的能级间隙,分析了分子的化学活性。     

CO_4(CO)_8(μ_2-CO)_2(μ_4-E)_2(E:-PLi,-Pph,-POC_3H_7,-PF,-S,-Te)系列分子电子结构与催化性能的关系

本文用DV—X_a方法计算了系列簇合物分子Co_4(CO)_6(μ_2-CO)_2(μ_4-E)_2(E:-PLi、-PPh、-POC_3H_7、-PF、-S、-Te)的电子结构.簇合物的分子轨道能级分布大体可分为五个占据轨道能级区.计算结果表明:四桥合磷原子所带基团(R)对整体分子电子结构依电负性的大小为规律性的影响.从分子轨道的特征原子轨道可见Co—Co特征成键分子轨道能级较相应Co—P键的能级为高,并二者存在一较显著的能级间隔.两特征键与其醛化催化性能即活性及寿命相关联.对于不同四桥合原子的系列分子中,分子内P……P距离显著为短的事实可归因于桥合磷原子有效多的s,d原子轨道参与了分子轨道.     

低温基质中asym—N2O4的红外光谱和紫外激光光解

在低温Ａｒ和Ｏ２基质隔离条件上分别测定了ａｓｙｍ－Ｎ２Ｏ４的红外光谱。利用量经学从计算,在ＭＰ２水平上以６－３１Ｇ＾＊和６－３１１Ｇ＾＊为基组,得到了ａｓｙｍ－Ｎ２Ｏ４的结构参数和振动频率,结合计算结果,对实验观察到的ａｓｙｍ－Ｎ２Ｏ４吸收峰进行了归属。采用３５５ｎｍ脉冲激光光解的方法,分别测定了在Ａｒ和Ｏ２基质中ａｓｙｍ－Ｎ２Ｏ４光解的产物,并对反应机理进行了讨论。     

激发态对C60价电荷密度的影响

为发展sp3s*紧束缚模型，用于计算笼状纳米结构的电子结构．具体考虑了s*激发态对C60电子结构的影响．计算了C60团簇的能带结构和电子几率密度．计算的能隙值1．893eV与实验值符合得很好．同时，计算的结果也能对价带和导带进行很好的描述．     

PuCO气态分子的结构与热力学稳定性研究

根据原子分子反应静力学和群论,确定PuCO的基电子状态为(7A)″。在相对论有效原子实势近似下,应用基函数6-311G4和密度泛函理论B3LYP方法,全电子计算了钚化物的能量E、定容热容Cv和熵S。应用电子振动近似理论,即用单个分子PuCO中的电子和振动能量和熵近似代表它们处于固态时的能量和熵.计算所得到的PuCO气态分子的结构与不同温度下的热力学函数。根据热力学原理,计算得到PuCO气态分子在不同温度下的标准生成自由能变均为较大正值,据此说明,PuCO气态分子不具有热力学稳定性。     

Preparation and anti atomic oxygen erosion properties of OPPOSS/PI composites

Atomic oxygen (AO) found in low earth orbit can cause serious erosion to polyimide (PI) materials, which greatly limits their lifetime. 8-phenyl silsesquioxane (OPPOSS) was synthesized, and OPPOSS/PI composites were prepared by physical blending, followed by thermal imidization to enhance the AO erosion resistance of PI materials. The morphology, composition, and structure of the composites were analyzed before and after AO exposure in a ground simulated facility of atomic oxygen. After 16 h AO exposure, the OPPOSS/PI composite with 5wt% OPPOSS addition shows an erosion rate of about 1.4×10?24 cm3/atom with only 48% mass loss of that of PI without OPPOSS addition. The mixture of OPPOSS nano molecules is assembled into a kind of regular square structure and distributed evenly in OPPOSS/PI composites. Some SiO₂ particles are formed in the composites during AO exposure, which can act as “inert points” to reduce the AO erosion rate of OPPOSS/PI composites.     

有机气体麻醉活性的构效关系研究

应用量子化学HF/6 31G**从头算法得到了18种有机气体的优势构象，在此基础上结合分子图形学技术，获得相应优化构象的电子结构参数和几何结构参数，并将这些参数与有机气体的麻醉活性参数相关联. 结果表明:有机气体的麻醉活性与分子范德华体积、辛醇／水分配系数和分子最高占用轨道能的相关性较好，成功地建立了18种有机气体的构效关系式.     

PuCO气态分子的热力学稳定性

在相对论有效原子实势近似下 ,用密度泛函B3LYP方法研究得到PuCO气态分子的热力学函数 ,根据热力学原理 ,计算得到PuCO气态分子在不同温度下的标准生成自由能变 ,据此说明PuCO气态分子不具有热力学稳定性     

有机物对沙癙幼虫麻醉活性的构效关系研究

应用量子化学HF／6-31G＊＊从头算法得到了20种有机化合物的优势构象，在此基础上结合分子图形学技术，获得相应优化构象的电子结构参数和几何结构参数，并将这些参数与有机物对沙蜗幼虫的麻醉活性参数相关联．结果表明：有机物对沙蠋幼虫的麻醉活性与分子连接性拓扑指数（^1X^n）、氢原子所带的最高正电荷（QH）和最负原子的静电荷（Q^-）相关性较好，成功地建立了20种有机物对沙蠋幼虫麻醉活性的构效关系式，找出了影响有机物对沙蠋幼虫麻醉活性的主要结构因素．     

2，7－二甲基喹啉与H3PMo12-nWnO40*mH2O电荷转移盐的合成、表征和非线性光学性质

合成了一系列由钨钼混配杂多酸H3PMo12-nWnO40.mH2O(n=0,1,3,9,11,12)和2,7－二甲基喹啉形成的分子组成为[DMQH]3PMo12-nWnO40的电荷转移盐,并用元素分析,红外光谱,电子光谱进行了表征,结果显示在固体盐中阴离子和有机阳离子之间存在强的相互作用,光照下阴阳离子之间可以发生电荷转移,导致阳离子的氧化和阴离子的还原,非线性光学性质研究表明,随着化合物分子内钨取代数的增多,化合物倍尖效应增强,三阶线性系数增大。     

The interface between silicon and a high-k oxide

The ability of the semiconductor industry to continue scaling microelectronic devices to ever smaller dimensions (a trend known as Moore's Law) is limited by quantum mechanical effects: as the thickness of conventional silicon dioxide (SiO(2)) gate insulators is reduced to just a few atomic layers, electrons can tunnel directly through the films. Continued device scaling will therefore probably require the replacement of the insulator with high-dielectric-constant (high-k) oxides, to increase its thickness, thus preventing tunnelling currents while retaining the electronic properties of an ultrathin SiO(2) film. Ultimately, such insulators will require an atomically defined interface with silicon without an interfacial SiO(2) layer for optimal performance. Following the first reports of epitaxial growth of AO and ABO(3) compounds on silicon, the formation of an atomically abrupt crystalline interface between strontium titanate and silicon was demonstrated. However, the atomic structure proposed for this interface is questionable because it requires silicon atoms that have coordinations rarely found elsewhere in nature. Here we describe first-principles calculations of the formation of the interface between silicon and strontium titanate and its atomic structure. Our study shows that atomic control of the interfacial structure by altering the chemical environment can dramatically improve the electronic properties of the interface to meet technological requirements. The interface structure and its chemistry may provide guidance for the selection process of other high-k gate oxides and for controlling their growth.     

Single-electron transistor of a single organic molecule with access to several redox states

A combination of classical Coulomb charging, electronic level spacings, spin, and vibrational modes determines the single-electron transfer reactions through nanoscale systems connected to external electrodes by tunnelling barriers. Coulomb charging effects have been shown to dominate such transport in semiconductor quantum dots, metallic and semiconducting nanoparticles, carbon nanotubes, and single molecules. Recently, transport has been shown to be also influenced by spin--through the Kondo effect--for both nanotubes and single molecules, as well as by vibrational fine structure. Here we describe a single-electron transistor where the electronic levels of a single pi-conjugated molecule in several distinct charged states control the transport properties. The molecular electronic levels extracted from the single-electron-transistor measurements are strongly perturbed compared to those of the molecule in solution, leading to a very significant reduction of the gap between the highest occupied molecular orbital and the lowest unoccupied molecular orbital. We suggest, and verify by simple model calculations, that this surprising effect could be caused by image charges generated in the source and drain electrodes resulting in a strong localization of the charges on the molecule.